El consumo de electricidad en los centros de datos en 2022 a nivel global se encontraba en el rango de 240 a 340 TWh, alrededor del 1,3% del consumo total de electricidad
La comunicación entre los seres humanos ha evolucionado significativamente desde nuestro pasado en las cavernas. Los homos sapiens fraguaron su diferenciación respecto a sus predecesores en una mayor capacidad de procesamiento mental. Las primeras civilizaciones descubrieron en la escritura una herramienta fundamental para consolidar su poder. La escritura permitió la sedimentación del conocimiento con su consecuente acumulación, permitiendo gradualmente el desarrollo que conocemos hoy en día. Por lo tanto, podemos afirmar que los distintos alfabetos desarrollados por los seres humanos han sido piezas fundamentales para la consecución de sociedades cada vez más complejas. A finales del siglo XX el lenguaje entró en una nueva dimensión al surgir la informática.
En este año que divide el siglo XXI en cuarto partes iguales, estamos observando una gran revolución en materia de inteligencia artificial, donde los data centers están llamados a ser piezas centrales en la era digital. Un Data Center es un sistema informático especializado donde se mezclan hardware de alta potencia y disponibilidad en un ambiente controlado con la finalidad de almacenar, resguardar y procesar datos a gran escala.
Originalmente, los data center se asentaban sobre un concepto de “búnker estático de datos”, a modo de bibliotecas, donde se concentraban los recursos necesarios para el procesamiento de la información de una organización. Con el paso del tiempo, dichas infraestructuras de tecnologías de la información (IT) han evolucionado de ser salas de servidores internas a centros de datos profesionales. En la actualidad con una economía global y digitalizada, donde la conectividad de nuestras vidas — ámbito laboral y social— han multiplicado de manera exponencial el volumen de datos a procesar en estas infraestructuras. En la siguiente infografía podéis observar los diferentes tipos de data centers categorizados.
En la era digital en la que nos encontramos, los flujos de información y los datos a parte de ser almacenados, necesitan estar accesibles y tener capacidad de ser compartidos con empresas, socios, clientes y usuarios de todo el mundo. Aquí es donde entra uno de los parámetros importantes de los centros de datos debido a su naturaleza de hiperconectividad, la latencia, que describe el tiempo de demora en transmitir los paquetes de información mediante una red. Por poner un ejemplo, la tecnología 2G de los móviles antiguos oscilaba entre 500-1000 milisegundos, el 4G ronda los 200 milisegundos y el 5G, en cambio, ronda el milisegundo.
Los servicios digitales aparte de ser instantáneos deben de ser confiables, ya que, deben de funcionar las 24 horas del día y los 7 días de la semana. Por lo que, la energía que alimenta los centros de datos debe funcionar a todas horas del día, independientemente de lo que ocurra en el exterior. Como resultado, el sector de los centros de datos es una industria de alto consumo energético, sosteniendo su actividad gracias a la electricidad. Como podéis observar, el sector supone entre el 1 y 5% de la demanda eléctrica de los países europeos.
Según recoge la Agencia Internacional de la Energía (AIE) en su informe sobre la electricidad de 2024, el consumo de electricidad en los centros de datos en 2022 a nivel global se encontraba en el rango de 240 a 340 TWh, alrededor del 1,3% del consumo total de electricidad. La electricidad es el mayor gasto operativo para los de centro de datos. Esta electricidad se utiliza para hacer funcionar los servidores, así como para enfriarlos. Una parte de la electricidad acaba transformándose en calor. El calor residual de los centros de datos puede considerarse una fuente de calor sostenible de baja temperatura de alrededor de 28 °C.
En ese sentido, algunos centros de datos utilizan soluciones refrigeradas por aire, que consumen más energía (pero menos agua). En cambio, otros centros de datos buscan utilizar técnicas de refrigeración por inmersión y refrigeración por agua, ya que ayudan a reducir el consumo de energía (a costa de aumentar la huella hídrica de la instalación). A su vez, algunos están empleando técnicas más innovadoras, como el enfriamiento adiabático.
Los operadores de los centros de datos han logrado desligar el consumo eléctrico del volumen de datos manejados, debido especialmente a la eficiencia energética. Esto queda muy patente al comparar la evolución histórica, donde entre 2010 y 2020 el rendimiento se multiplicó x8, sin embargo, el requerimiento de energía por carga de trabajo fue 12 veces menor.
En el sector existen varios parámetros relevantes para conocer de manera sencilla el coste energético del centro de datos. La eficacia en el uso de la energía, (PUE, Power Usage Effectiveness), es una métrica de la industria que mide la eficiencia energética de un centro de datos. Tiene en cuenta aspectos como la alimentación, la refrigeración y el funcionamiento de los servidores, las redes de datos y las luces. La PUE se mide dividiendo la energía total necesaria para las instalaciones de un centro de datos por la energía total utilizada para la computación. Cuanto más cercano a “1” sea el número PUE, más eficiente será el centro de datos.
En España, todas las instalaciones con una capacidad energética igual o superior a 500 kW deben reportar su consumo energético y la eficiencia del uso de la energía, expresada en términos de PUE. Análogamente, es común emplear otra métrica que asocia la eficiencia del uso del agua (WUE) en los casos es nos que la refrigeración emplee agua. La WUE analiza cómo un centro de datos utiliza el agua en relación con la electricidad consumida y se mide en litros por kilovatio hora. Como podéis imaginar, la ubicación de los centros de datos tiene un impacto directo, siendo menor la refrigeración necesaria en enclaves más fríos y húmedos que en áridos. El gráfico a continuación indica cómo las diferentes opciones de refrigeración a nivel de edificio y de servidor pueden afectar tanto a la WUE como a la PUE.
Como podéis imaginar, en función del tipo de refrigeración propuesto, el consumo eléctrico tenderá a subir o bajar. Las regulaciones que establecen objetivos WUE agresivos sin vincularlos con la PUE y las condiciones ambientales locales pueden tener efectos no deseados. Los operadores pueden evitar por completo la refrigeración por evaporación y recurrir a soluciones refrigeradas por aire, lo que aumenta el consumo de energía. De manera similar, si los objetivos de PUE son demasiado agresivos, los operadores de centros de datos pueden no tener otra alternativa que aumentar el uso de agua para cumplir con esos objetivos, un problema que es particularmente importante en regiones con escasez de agua.
La banda de Rock británica Queen lanzó en 1991 la canción “The show must go on”, título que describe perfectamente las necesidades de este tipo de infraestructuras, ya que, deben operar de manera ininterrumpida. En caso de corte de energía, los generadores diésel se ponen en marcha automáticamente en cuestión de segundos. Mientras que los generadores pasan por una breve fase de arranque, las baterías proporcionan energía permitiendo que los sistemas funcionen ininterrumpidamente sin ninguna interrupción. Luego, los generadores diésel se hacen cargo de la alimentación y proporcionan todo el suministro de energía de los data center.
Las necesidades eléctricas de este tipo de infraestructuras parecen claras. En el caso de España, el futuro no parece excesivamente preocupante, ya que, si observamos la evolución de la demanda eléctrica de territorio peninsular ha ido disminuyendo desde el año 2018. Por lo que, el sistema parece que puede absorber las necesidades eléctricas del sector de los data centers.
Parece evidente que los problemas de desarrollo del sector de data centers en España no está asociado con la producción sino con el acceso a la energía. El acceso y conexión a las redes de energía por los data centers resulta complicado. Actualmente, esto son los data centers que figuran en territorio español.
La necesidad de interconexión digital está posicionando al sector de los data center como núcleo indispensable, pero dicho aprovechamiento dependerá en gran medida de la capacidad del sistema de transporte eléctrico (alta tensión) y distribución (baja y media) para desarrollarse. España posee, desde 2013, una limitación a la inversión en construcción de redes. Además, solo las inversiones incluidas en planes quinquenales pueden acometerse, lo que provoca un grave desacoplamiento de necesidad frente a la construcción.
La electrificación es la solución más directa para usar las fuentes renovables que dispone la región. Por lo tanto, es inadmisible que existan cuellos de botella en ciertos nodos eléctricos de la península. Los tiempos actuales requieren de mayor agilidad. Normativas como las aprobadas el 15 de septiembre de 2024, donde todos los centros de datos de la Unión Europea deben cumplir con la Directiva de Eficiencia Energética (EED), establecen nuevas obligaciones de transparencia energética, con el objetivo de reducir el consumo y las emisiones de carbono. Este tipo de normativas refuerzan la posición de España para ubicar en su país los centros de datos que manejan a diario en nuestros datos, o podría decir, vidas.
Ager Prieto Elorduy es analista del sector energético. Ingeniero de procesos en la Ingeniería española Sener.
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